Пектин Источники получения Методы выделения Применение в производстве

Пектин. Источники получения. Методы выделения. Применение в производстве продуктов функционального питания и биологически активных добавок

Пектин – один из самых распространенных полисахаридов, содержащийся в достаточном количестве в растительном сырье – плодах, овощах, корне- и клубнеплодах, яблочных и цитрусовых выжимках и других вторичных сырьевых ресурсах. Потребность в пектине значительно превышает объемы его отечественного производства и закупок зарубежом.

Химическая структура пектиновых веществ Пектиновые вещества как полисахаридный компонент растительного сырья открыты итальянским ученым Браконно в 1825 г. Свое название они получили от греческого слова «pectos» , означающего «застывающий» .

Структурную основу нативных пектинов составляют цепи из остатков a-D-галактуроновой кислоты и ее эфиров, связанных 1, 4 -α-гликозидными связями. Изображение молекулы пектина представлено на рисунке 1. Молекулярная масса пектиновых гетерополисахаридов достигает 80 -300 тыс. ед. В зависимости от количества замещенных карбоксильных групп пектин может обладать различной степенью этерификации. В высокоэтерифицированных пектинах более 50% карбоксильных групп содержат остатки метилового спирта, для низкоэтерифицированных – степень этерификации ниже 50%. Степень этерификации влияет на процесс желирования: при одинаковых условиях и высоких температурах высокоэтерифицированные низкоэтерифицированные. пектины желируют быстрее, чем

Молекула пектина

Связывание токсинов и тяжелых металлов Наличие в пектиновых веществах свободных карбоксильных групп галактуроновой кислоты обуславливает их свойства связывать в желудочно-кишечном тракте радионуклиды (стронций, цезий, цирконий и др. ) и ионы металлов (свинец, ртуть, кобальт, кадмий, цинк, хром, никель и их соединения) с последующим образованием нерастворимых комплексов (пектаты, пектинаты), которые не всасываются и выводятся из организма. В таблице показано связывание свинца пектином. Пектин Яблочный Степень Комплексообра этерифи зующая кации, % способность, мг пектина/мг Pb 70 61 Яблочный низкометоксил ированный 46 42 Свекловичный 43 37

Студнеобразующая способность Важным свойством пектина, обуславливающим его применение в пищевых продуктах, является студнеобразующая способность. Образование гелей пектином связано с ассоциацией пектиновых цепей с образованием трехмерной пространственной структуры, где два или более участка цепи сближаются друг с другом с регулярной частотой. С учетом степени этерификации молекулы пектина различают два вида студней: с побочной валентностью и с основной недиссоциированных свободных карбоксильных групп. Такой тип студня характерен для высокоэтерифицированных пектинов. Низкоэтерифицированные пектины образуют студни только в присутствии ионов Са 2+. При этом молекулы пектина взаимодействуют между собой за счет свободных карбоксильных групп, связываемых Са-ионом в прочный каркас. Такие студни называют ионносвязанными.

Прибавленная для студнеобразования кислота вытесняет катионы из пектиновой молекулы, создает свободные карбоксильные группы, уменьшает их диссоциацию, нейтрализуя электростатические силы отталкивания между молекулами пектовой кислоты. Наиболее прочные студни образуются в присутствии лимонной, винной и триоксиглутаровой кислот. Сахар в процессе студнеобразованиия выполняет роль дегидратирующего агента. Способность к дегидратации у разных сахаров – сахарозы, глюкозы, мальтозы различна. Наибольшая прочность студня достигается при добавлении сахарозы, наименьшая – мальтозы.

Источники пектиносодержащего сырья Известно, что пектиновые вещества встречаются во всех частях растений: в корнях, в стеблях, в соцветиях, в листьях и, главным образом, в плодах и овощах. Пектиносодержащее сырье можно разделить на три основные группы. К первой группе отнесены овощи: клубнеплоды (картофель), корнеплоды (свекла, морковь), листовые (капуста, лук), стеблевые (сельдерей), плодовые (баклажаны, томаты), тыквенные (арбузы, дыни), бобовые (горох, фасоль). Вторая группа пектиносодержащего сырья включает плоды и делится на подргуппы: семечковые (яблоки, айва), косточковые (вишня, черешня), ягоды настоящие (виноград, смородина), ягоды ложные (земляника, клубника, малина), плоды субтропические и тропические (лимоны, апельсины, мандарины, инжир, гранаты). В третью группу включены другие виды промышленного сырья также с высоким содержанием пектина: листья чая и табака, стебли и соцветия-корзинки подсолнечника, створки плодов-коробочек хлопчатника, кора хвойных пород деревьев (сосна, ель, лиственница).

Выделение пектина из яблочных выжимок Промывание яблочных выжимок Концентрирование экстракта Гидролизэкстрагирование пектина Осаждение пектиновых веществ Отделение А-экстракта Центрифугирование Повторное экстрагирование веществ Сушка пектина Отделение Б-экстракта Измельчение пектина Смешивание А и Бэкстрактов Купажирование Фильтрация экстракта

Выделение пектина из свекловичного жома Подготовка жома к процессу экстрагирования Гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ Фильтрование пектинового экстракта Выделение пектина осаждением Осаждение пектина Сушка и измельчение пектина

Применение пектина в производстве ФП и БАД В пищевой промышленности используется основное свойство пектина – образовывать студни. Пектин широко используют при производстве кондитерских изделий пастило-мармеладной группы (зефир, мармелад) и конфет (желейных и фруктовожелейных), пользующихся большим спросом у населения. Для производства желейных кондитерских изделий различного ассортимента расход пектина колеблется от 8 кг цитрусового до 26 кг свекловичного пектина на 1 т готовой продукции.

Пектин также используется при производстве безалкогольных напитков. В настоящее время компания по производству продуктов функционального питания «Леовит» производит продукт диетического питания «Кисель диетический при вредных условиях труда» . Данный напиток рекомендуется работникам, контактирующим с неорганическими соединениями цветных металлов дополнительно к молоку. Содержание пектина – 10 г/100 г продукта, 2 г/20 г (1 порция).

Сухой концентрата для лечебного питания на основе молочной и фруктово-ягодной смеси, отличается тем, что он дополнительно содержит яичный порошок, белок соевый пищевой и пектин, причем в качестве молочной основы используют молочную смесь "Малютка" и сухое молоко "Виталакт", в качестве фруктово -ягодной – сухой фруктово-ягодный кисель, при следующих соотношениях компонентов, г: - молочная смесь "Малютка" - 43, 8 -48, 5; - сухое молоко "Виталакт" - 13, 8 -16, 9; - кисель фруктово-ягодный - 30, 0 -31, 5; - белок соевый пищевой - 2, 3 -3, 1; - яичный порошок - 1, 8 -2, 6; - пектин - 2, 0 -2, 8 [6].

Компанией ООО «НИИ ЛОП и НТ» , г. Новосибирск, был разработан диетический продукт в виде смеси для приготовления киселя – «Пектолакт» , в состав которого входит лактулоза, яблочный пектин, фруктоза, аскорбиновая кислота. Пектин, лактулоза, фруктоза и аскорбиновая кислота, входящие в состав продукта профилактического и лечебного питания «Пектолакт» , позволяют снизить загрязнение внутренней среды организма и усилить выведение токсических продуктов обмена. При использовании трех пакетиков «Пектолакта» в сутки восполняется суточная потребность: - в лактулозе - на 100 %; - в растворимых пищевых волокнах - на 75 %; - в аскорбиновой кислоте - на 100 %.

Разработана рецептура вареной колбасы «Приднестровская» . Измельченную с пряностями говядину перемешивают в мешалке 2 -3 мин, затем добавляют небольшими порциями другие составные компоненты рецептуры. Пектин вводится вместе с пряностями в количестве 1 -2 %. Медико-биологическая оценка разработанных изделий показала, что их потребление приводит к достоверному снижению накопления цезия-137 и стронция -85 в организме в среднем на 30 %. Введение пектина в колбасные изделия не только повышает их биологическую ценность, но и улучшает качественные показатели. Так, например, при введении в мясной фарш при выработке охотничьей колбасы 0, 5 -3, 0 % пектина достигается увеличение выхода со 119 % до 125 %. При этом экспериментальная колбаса отличается от контрольной отсутствием проявлений синерезиса и улучшенным вкусом. Кроме того, в колбасных изделиях с пектином резко снижается обсемененность микроорганизмами.

Спасибо за внимание!